潼湖隧道多孔水泥混凝土基层配合比设计和施工关键技术

针对广东省博深高速公路潼湖隧道地下水及山泉水丰富的特点,将多孔水泥混凝土用作水泥路面的基层。在参考国内外研究成果的基础上,根据潼湖隧道水泥路面结构力学计算结果,提出了潼湖隧道多孔水泥混凝土基层的设计指标和标准。根据泰波理论、魏茅斯粒子干涉理论及国内外相关研究成果,给出了多孔水泥混凝土的粗集料级配范围,并通过正交试验优化了多孔水泥混凝土的粗集料级配。选取水泥用量、砂率和水灰比3个影响因素,每个因素设定取4个水平,进行了多孔水泥混凝土正交试验设计,采用极差分析法分析试验结果,得到了多孔水泥混凝土7d抗压强度和有效空隙率的回归方程,在此基础上确定了潼湖隧道多孔水泥混凝土基层的最佳配合比。依托潼湖隧道路面工程,总结了多孔水泥混凝土基层施工的关键技术。     

基于正交试验的多孔混凝土强度与空隙率影响因素分析

针对多孔混凝土材料在级配设计中与普通混凝土存在较大差异的问题,根据最大密度曲线理论,以减少细集料含量的方法设计了3种集料级配。通过设计正交试验,采用极差分析方法分析了集料级配、灰集比、水灰比对多孔混凝土材料力学强度和空隙率的影响。结果表明:级配方式、灰集比对多孔混凝土材料力学强度和空隙率影响较大。同时,正交试验的方差分析表明灰集比是影响力学强度的显著性因素,而级配方式和灰集比是影响空隙率的显著性因素。此外,通过回归分析发现多孔混凝土空隙率与强度之间具有良好的线性相关关系,二者此消彼长。     

基于骨架原则的再生骨料多孔混凝土配合比设计方法探讨

通过试验与设计研究,提出一种以骨架原则设计的、适用于再生骨料多孔混凝土配合比设计的新方法。再生骨料以饱和面干状态为基准,参考ATPB-25开级配沥青稳定碎石排水基层的级配范围,按照骨架-空隙结构设计再生粗骨料级配;依据再生骨料多孔混凝土设计的目标空隙率,采用体积法计算单位水泥用量、用水量、再生骨料用量。对于C20再生骨料多孔混凝土的配合比设计,当目标空隙率为15%,坍落度为10~20 mm时,水灰比为0.30,砂率选取8%为宜,且C20再生骨料多孔混凝土的试验室配合比为水泥∶水∶饱和面干再生骨料A∶饱和面干再生骨料B(4.75mm)∶再生骨料B(4.75mm)∶砂=274∶82∶1 101∶493∶62∶136。     

粗集料粒径和级配对低等级卵石混凝土路面抗折强度离散性的影响

通过路面钻芯实测试验结果分析,发现不同质量的卵石材料对卵石混凝土路面的抗折强度离散性有不同程度的影响.为了进一步了解各种因素对抗折强度离散性的影响规律,利用正交设计方法,研究了粗集料最大粒径和级配、水灰比、砂率对卵石混凝土路面抗折强度离散性的影响.试验结果表明,砂率对卵石混凝土路面抗折强度的离散性影响不显著,而水灰比、卵石最大粒径和级配对卵石混凝土路面抗折强度的离散性影响十分显著.     

水泥粉煤灰稳定碎石的结构与组成研究

通过对3种不同结合料填充率下不同结构类型的水泥粉煤灰稳定碎石的空隙率、体积分析、图像观测以及材料组成的研究,系统分析了该类材料的结构与组成,并同时与普通混凝土以及多孔混凝土的结构进行了对比.试验结果认为:不同结构的水泥粉煤灰稳定碎石其空隙率在13%～17%之间,远远高于普通水泥混凝土而低于多孔混凝土,且随结合料填充率的增加先减小后增加;不同结构的水泥粉煤灰稳定碎石中粗集料与填充料(结合料与细集料)的体积比例在6:4到7:3之间,处于普通水泥混凝土与多孔混凝土之间,且随着结合料填充率的增加而增加;在材料组成上,水泥粉煤灰稳定碎石具有水泥用量少、用水量少、细集料含量少、粗集料含量多、空隙率较大等特征.     

粗集料骨架结构的高强混凝土工作性研究

人们常掺加高效减水剂和能够提高强度的掺合物(如钢渣、矿渣等)来提高混凝土密实度,而很少从粗集料角度人手提高混凝土强度.综合多种级配理念,选取骨架结构粗集料级配,运用均匀设计法进行高强度混凝土工作性试验,回归分析试验结果.通过试验结果分析可知,均匀设计安排试验可以大量减少试验工作量;坍落度随水灰比、砂率的增大呈线性增大,...     

影响多孔混凝土强度若干因素的研究

该文主要研究了灰集比、集料级配与水灰比对多孔混凝土空隙率、抗压强度和劈裂强度的影响,研究结果显示:随着灰集比减小,多孔混凝土空隙率不断增大,抗压强度、劈裂强度不断减小;集料粒径510mm数量一定时,随着2025mm粒径集料减少,1016 mm粒径集料增加,多孔混凝土空隙率不断减小,抗压强度及劈裂强度不断增大;随着水灰比增大,多孔混凝土空隙率先减小后逐渐增大,其强度先增大后逐渐减小;多孔混凝土7d抗压强度与28d抗压强度、空隙率与抗压强度、劈裂强度与28d抗压强度之间都具有很好的线性相关性。     

混凝土导热系数试验研究

为了研究混凝土材料的导热系数,利用基于护热板法的导热仪(DRH)测试了各种试件的导热系数,探讨了粗集料与砂浆比、砂率、水灰比、粉煤灰掺量及含气量等影响混凝土导热系数的因素;根据试验结果,粗集料与砂浆比、含气量是影响混凝土导热系数的主要因素,水灰比、砂率、粉煤灰掺量对导热系数也有一定的影响。     

基于连续级配的粗集料间隙率均匀试验研究

为进一步认识级配变化对粗集料间隙率VCA的影响,基于振动压实方式对连续密级配粗集料部分以振动频率和振动时间作为试验参数进行试验研究,试验采用3因素、15水平均匀设计方案进行。试验及回归分析表明,连续密级配矿料空隙率的大小主要取决于矿料自身性质(粒径、几何形状、表面性质),级配变化对空隙率的影响最大幅值不超过3%,无法通过调整级配而使矿料空隙率或沥青混合料矿料间隙率(VMA)发生较大改变。试验研究证实了采用振动压实试验进行粗集料间隙率研究的方法可行。     

等粒径多孔水泥混凝土内部结构与破坏机理

为了更好地分析等粒径多孔水泥混凝土内部结构与破坏机理的关系,利用BT500工业CT对等粒径混凝土试件进行了内部结构扫描,并利用图像处理技术进行了初步分析,再通过数值模拟技术分析了等粒径多孔水泥混凝土与传统多孔水泥混凝土组成和内部结构的区别,从微观角度对比、探讨了等粒径多孔水泥混凝土的破坏机理.分析表明:等粒径多孔水泥混凝土忽略了集料级配的嵌挤作用,通过提高水泥膜的厚度来完成集料之间的堆积,从而在确保空隙率的基础上提高强度;等粒径多孔水泥混凝土独特的内部结构使得其可以在获得大空隙率的前提下,具有较大的抗压强度的能力.同时考虑到空隙率大既有利于排水,又有利于抵抗拉应变,因此,等粒径多孔水泥混凝土的开发为解决高速公路重载条件下路面基层开裂奠定了基础.     

AC-13沥青混合料级配优化设计研究

针对南方湿热地区沥青路面表面层所采用的玄武岩集料,AC-13以4.75 mm作为粗细集料的分界点,将粗集料进行分级组合捣实密度试验,以所得到的粗集料间隙率作为评价指标,对粗集料中各粒径段颗粒含量与粗集料间隙率之同的关系进行分析,在此基础上以最紧密堆积为原则确定粗集料的级配范围;细集料则以填充且不对粗集料结构产生干涉为原则,将设计空隙率确定为4％并结合粗集料间隙率计算出细集料总的体积比,细集料之间的相互比例则采用均匀分布,其级配范围结合施工技术规范予以确定.按此方法得到的设计成果适合于南方湿热地区公路沥青路面的气候及交通特点.     

粗集料骨架间隙率对多孔沥青混合料性能的影响

为了探究粗集料骨架间隙率对多孔沥青混合料体积指标和路用性能的影响,首先采用注水的方式对规范法骨架间隙率测试方法进行改进,对比了改进法和规范法测得骨架间隙率的规律性.进一步通过改变粗集料级配组成的方式,分析了粗集料骨架间隙率对多孔沥青混合料的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等体积指标的影响,以及马歇尔稳定度、飞散损失、动稳...     

级配对多碎石沥青砼劈裂强度的影响分析

在相同材料、相同沥青含量和相同空隙率条件下,多碎石沥青砼通过正交设计的27个级配的劈裂试验表明,粗集料级配和细集料级配对劈裂强度的影响显著,且粗集料级配影响效应更大;劈裂强度与粗集料级配内各档粗料含量之间线性相关性较好;13．2mm粒子作为干涉粒子存在于其他粒子构成的骨架中,在级配设计中应重视。     

公路隧道高性能湿喷混凝土配合比研究与应用

针对目前公路隧道湿喷混凝土现场喷射回弹量大、强度低、成本高、工作性能不佳等问题，通过在试验材料中添加流变控制剂(RC430),解决了砂率高、石屑含粉量高造成的混凝土粘稠现象，同时考虑水灰比、砂率、石屑占细集料比例和RC430含量4个因素，进行正交试验和现场实测，不断优化喷射混凝土配合比，以得到最佳湿喷混凝土配合比，并研制出一种高性能的湿喷混凝土。试验结果和现场应用表明：1)砂率对喷射混凝土回弹率的影响最为显著，最佳砂率为70%;2)水灰比对喷射混凝土强度影响最大，最佳水灰比为0.47;3)石屑占细集料比例为50%及RC430含量为0.4%时，其喷射混凝土工作性能最佳；4)金林隧道现场试验中，研制的高性能混凝土28 d抗压强度均满足设计要求，回弹率较普通喷射混凝土降低50%,综合经济成本降低。     

路面排水基层多孔混凝土性能试验研究

针对广州龙头山隧道排水的特点,选用了多孔混凝土这一有利于底部排水的材料,由于该隧道交通量大,要求强度远大于普通的多孔混凝土,因此该文改进了多孔混凝土的配合比设计,提出配制强度不低于20 MPa的多孔混凝土材料,并就强度和空隙率与水灰比、砂率等影响因素之间的关系进行了试验研究,提出了几组推荐配比.     

基于正交试验混凝土湿喷回弹率的控制研究

喷射混凝土回弹率过高是影响工程经济效益的重要问题。通过对不同水泥用量、砂率、水灰比和速凝剂掺量情况下进行正交试验,研究了其对喷射混凝土回弹率影响程度,得到了水泥用量、砂率、水灰比和速凝剂掺量的最优组合。试验表明：砂率对混凝土回弹率的影响最为显著,且成正比例关系,最佳砂率为52%;最佳配合比为单位水泥用量410kg/m3,砂率52%,水灰比0.42,速凝剂掺量5%,可减少5%~6%的回弹率。上述研究为控制混凝土回弹率提供了参考。     

沥青混合料空隙率的影响因素分析

空隙率是沥青混合料最重要的体积参数,其影响因素很多,工程中较难把握.设计了3种集料、5个沥青用量和3种级配类型等因素的交叉试验,对空隙率各影响因素的影响规律、敏感性,以及指导工程应用等方面展开了研究.结果显示,集料密度对空隙率的影响相对级配更为显著,工程中将其与最大密度线(MDL)结合在一起考虑,可获得更好的空隙率控制效果.     

基于级配优化对掺水泥泡沫沥青就地冷再生混合料高温性能的影响

研究了水泥、机制砂、19~26.5 mm粗集料掺量对泡沫沥青冷再生混合料高温稳定性能的影响。结果表明:随着水泥用量增加,冷再生混合料高温稳定性能逐渐增加,至少提高160%;随机制砂掺量增加,冷再生混合料高温稳定性能,先增大后减小,当机制砂用量为20%时,高温稳定性能至少提高62%;随19~26.5 mm粗集料用量增加,冷再生混合料高温稳定性能,先增加后减小,当粗集料用量为10%~20%时,冷再生高温稳定性能,至少提高105%;基于高温稳定性能进行级配优化时,应优选考虑掺加1.5%水泥和10%~20%的19     

掺钡渣对水泥混凝土的性能影响分析

为了合理利用钡渣,降低毒性,该文研究了不同钡渣掺量下水泥混凝土的各项性能。得出当砂率为15%,钡渣全部取代细集料,水泥用量为430kg/m3,水灰比为0.58、0.60时,抗压强度达到38.4、35.8 MPa,抗折强度达到5.29、5.11 MPa,坍落度达到14、16 mm;当砂率为20%,钡渣部分取代细集料时,钡渣掺量为10%,水泥混凝土的各项性能均能满足现行规范要求。     

多孔混凝土材料组成设计方法研究

对多孔混凝土原材料技术要求、成型方法进行研究,提出振动和免振捣2种成型方法对应的集料级配。通过试验建立振动成型方式下强度和空隙率的关系式,提出适合于我国路面基层用的振动成型多孔混凝土的配合比设计方法。